Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 87 )

Например, на молочном заводе в Японии усовершенствовали технологический процесс для сухого молока и установили испаритель с механической паровой повторной компрессии, работающий в 4 этапа, для замены существующего испарителя с термической паровой повторной компрессией, работающего в 4 этапа. После принятия системы механической паровой повторной компрессии было необходимо поддерживать проектную испаряющую способность, а также предотвращать выгорание молока и загрязнение поверхности теплопроводящих труб в испарители. Установили испаритель с падающей пленкой и автоматическая система контроля для регулирования рабочих параметров, например, скорости потока, температуры и давления. Механическая паровая повторная компрессия успешно работает, при этом тщательные осмотр проводится каждые два года. Было достигнуто снижение эксплуатационных расходов до 75 %, в основном в результате уменьшения потребления пара. На рисунке 7.15 изображен новый испаритель с MVR, работающий в 4 этапа.

Рисунок 7.15 - Графическое представление системы испарителя молока с механической паровой повторной компрессией, работающей в 4 этапа

Основываясь на примере молочного завод в Финляндии, система механической паровой повторной компрессией собирает весь пар из испарителя и сжимает его с использованием механической энергии перед его возвращением в испаритель. Тепловая энергия не подается, за исключением пара, необходимого для пуска системы. Электричество требуется только для работы испарителя. На данном предприятии механическая паровая повторная компрессия может выпарить 100 – 125 кг воды, используя 1 кВт энергии.

Основываясь на примере пивоваренного завода в Германии, система конденсации пара отводит пары кипящей жидкости, образующиеся в технологическом процессе варки сусла, из вихревого чана и сжимает их в механическую паровую повторную компрессию. Сжатые пары повторно используются в качестве нагревающей среды для технологического процесса кипячения. Преимущества конденсации паров включают уменьшение потерь тепла и воды, улучшения в балансе горячей воды для операции и уменьшение выделения запаха. По сообщениям приблизительно 1/3 электроэнергии, потребляемой варочным цехом, уходит на приведение в действие системы компрессора пара.

Применимость

Применимо при производстве сахара; переработке крахмала; концентрации томатного, яблочного и цитрусового сока; пивоварении и при сгущении молока и сыворотки. Большинство новых испарителей оборудовано системой механической паровой повторной компрессией.

Экономические показатели

Поскольку системы механической паровой повторной компрессии приводятся в действие электричеством, а не паром, эксплуатационные расходы значительно меньше, чем для термической паровой повторной компрессии. Например, эксплуатационные расходы на испаритель механической паровой повторной компрессии, работающий в 3 этапа, составляют примерно половину расходов на традиционный испаритель с термической паровой повторной компрессией, работающий в 7 этапов. Разница в эксплуатационных затратах на термическую паровую повторную компрессию и механическую паровую повторную компрессию возрастает с увеличением мощности испарителя, как показано на рисунке 7.16.

Рисунок 7.16 - Сравнение эксплуатационных расходов на испарители с термической паровой повторной компрессией и механической паровой повторной компрессией

На примере молочного завода в Японии стоимость нового испарителя с механической паровой повторной компрессией составила 1,5 миллиона евро по сравнению с 1,3 миллионами евро за новый испаритель с термической паровой повторной компрессией. При скорости выпаривания в 30 т/ч эксплуатационные расходы на испаритель с механической паровой повторной компрессией составили 175000 евро за год по сравнению с предшествующими эксплуатационными расходами в 680000 евро за год для испарителя с термической паровой повторной компрессией, т. е. экономия составила около 75 %.

Примеры предприятий

Молочные заводы в Японии и Финляндии и крупный пивоваренный завод в Германии.

Справочная литература

[39, Молочная ассоциация Германии, 2001 г., 42, Совет министров северных стран, и др., 2001 г., 65, Германия, 2002 г., 70, UNEP, и др., 2000 г., 128, CADDET Энергетическая эффективность, 1992 г.]

7.2.9.2.2 Термическая паровая повторная компрессия

Описание

Термическая паровая повторная компрессия использует компрессоры с вдуванием пара для сжатия пара. Компрессоры с вдуванием пара могут иметь закрепленные или регулируемые инжекторные насадки. В качестве тепловой энергии, необходимой для сжатия, используется острый пар из бойлера.

Острый пар проходит через инжекторную насадку и дросселируется до уровня давления получаемого водяного пара. Водяной па захватывается за счет разницы скоростей. Водяной пар и острый пар смешиваются в смесительной камере. Изменение отверстия диффузора для потока определяет давление, при котором смешанный пар покидает компрессор с вдуванием пара.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение выделения запаха.

Воздействие на различные среды

Потребление энергии выше, чем MVR.

Эксплуатационные данные

При сравнении с механической паровой повторной компрессией преимущества, которыми обладает термическая паровая повторная компрессия, заключаются в отсутствии движущихся частей и более высокой надежности при эксплуатации. По сообщениям TVR обеспечивает длительные производственные циклы и снижение частоты очистки.

Применимость

Применимо при производстве сахара; переработке крахмала; концентрации томатного, яблочного и цитрусового соков; пивоварении и при сгущении молока и сыворотки.

Экономические показатели

Более низкая закупочная стоимость, но более высокие эксплуатационные расходы, чем для механической паровой повторной компрессии.

Справочная литература

[39, Молочная ассоциация Германии, 2001 г., 65, Германия, 2002 г., 128, CADDET Энергетическая эффективность, 1992 г.]

7.2.10 Охлаждение

Дальнейшая информация по охлаждению приведена в документе «Охлаждение, Справочник по наилучшим доступным техническим методам» [67, ЕК, 2001 г.].

7.2.10.1 Использование пластинчатого теплообменника для предварительного охлаждения ледяной воды аммиаком

Описание

Ледяная вода используется в качестве охлаждающей среды, например, для охлаждения молока и овощей. Количество энергии, потребляемой на производство ледяной воды, можно снизить при установке пластинчатого теплообменника для предварительного охлаждения возвращенной ледяной воды аммиаком перед конечным охлаждением в аккумулирующим резервуаром ледяной воды с испарительным змеевиком. В основе лежит тот факт, что температура выпаривания аммиака выше на пластинчатом охладителе, чем когда используется испарительный змеевик, т. е. -1,5 ºC вместо -11,5 ºC.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Воздействие на различные среды

Использование аммиака связано с угрозами безопасности. Утечек можно избежать при правильной конструкции, эксплуатации и обслуживании.

Эксплуатационные данные

По сообщениям производительность существующей системы ледяной воды можно увеличить без дополнительного увеличения производительности компрессора посредством установки пластинчатого охладителя для предварительного охлаждения возвращенной ледяной воды.

Например, на молочном заводе такая система предварительного охлаждения позволяет экономить почти 20 % электричества при установке в дополнение к существующей системе ледяной воды.

Применимость

Система охлаждения широко применяется на новых предприятиях, но она также может применяться на существующих предприятиях.

Экономические показатели

Цена зависит от существующей системы ледяной воды и от производительности. Например, для молочного завода инвестиционные расходы по оценкам составляют приблизительно 50000 евро, включая пластинчатый охладитель, насос, клапаны, регуляторы, трубопровод и установку.

Движущая сила внедрения

Уменьшение потребления электроэнергии и/или увеличение охлаждающей способности, без дополнительного инвестирования в новый резервуар для ледяной воды.

Примеры предприятий

Молочный завод в Швеции.

Справочная литература

[42, Совет министров северных стран, и др., 2001 г.]

7.2.10.2 Использование холодной воды из реки или озера для предварительного охлаждения ледяной водой

Описание

Ледяная вода используется в качестве охлаждающей среды, например, для охлаждения молока и овощей. Для предварительного охлаждения ледяной водой можно использовать холодную воду из реки или озера.

Экологические эффекты от внедрения метода

Потребление электроэнергии до некоторой степени уменьшается, в зависимости от температуры речной воды.

Воздействие на различные среды

Энергия необходима для подачи воды насосом в охлаждающую башню. Речная вода возвращается без загрязнений, но ее температура становится незначительно выше.

Эксплуатационные данные

Например, на молочном заводе холодная речная вода подается насосом в охлаждающую башню, где теплая вода из закрытой системы ледяной воды предварительно охлаждается перед конечным охлаждением в резервуаре ледяной воды. Речная вода затем выводится обратно в реку. Система экономит энергию на охлаждение, соответствующую снижению температуры на 7 – 10 ºC.

Применимость

Применимо на предприятиях, расположенных возле реки с холодной водой.

Экономические показатели

Система требует наличия трубопровода от реки к предприятию и в обратном направлении, а также эффективной системы насосов и складского резервуара. На примере молочного завода имеются данные об инвестиционных расходах приблизительно в 230000 евро и экономии приблизительно в 23000 евро в год.